ZHCAFU2 October   2025 XTR200

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2详细说明
    1. 2.1 电流测量
    2. 2.2 电流传输
    3. 2.3 附加输出电路
    4. 2.4 仿真
  6. 3总结
  7. 4参考资料

电流传输

图 2-1 所示的电流传输部分,XTR200 将来自 INA241A5 的 0V 至 2V 输出信号转换为电流输出,其传递函数由 SET 引脚与大地之间的电阻定义,称为 RSET。XTR200 是用于实现此功能的极其方便的构建块,因为该器件在超小型 2mm x 3mm WSON 封装中集成了两个运算放大器、精密电阻器、一个输出晶体管以及诊断和保护功能 [3]。

 XTR200 可将 INA241A5 的输出电压转换为监测电流图 2-3 XTR200 可将 INA241A5 的输出电压转换为监测电流

M-CRPS 标准要求电流监测器具有用户可选的传递函数,即每安培输出电流对应 10µA 监测电流,或者 0mA–2mA 对应 0%–200% 额定输出电流‌。因此,在输出电流为 100A 时,XTR200 可提供 1mA (10µA/A) 或 2mA 监测电流,其中对于来自 INA241A5 的 2V 输入信号,可指示 200% 的额定输出电流。两种情况下的 RSET 值均可使用 方程式 1方程式 2 计算得出。

方程式 1. R S E T = 10 * V I N I O U T = 10 * 2 V 1 m A = 20 k Ω
方程式 2. R S E T = 10 * V I N I O U T = 10 * 2 V 2 m A = 10 k Ω

由于需要两个 RSET 值,因此 NMOS 晶体管将切换为第二个电阻并联到第一个电阻。两个 20kΩ 电阻器可用于生成 20kΩ 或 10kΩ RSET 值。

XTR200 的输出禁用 (OD) 引脚可用于将输出置于高阻抗状态。发生故障(例如 SET 引脚短路或开路,或者出现过热情况)时,错误标志 (EF) 引脚置位低电平。需要注意的是,虽然 XTR200 错误标志通常指示开路负载故障,但在该原理图示例中,放置在 XTR200 之后的钳位电路会阻止检测开路故障。XTR200 的 IS 和 VG 引脚短接在一起,如图 3 所示。这些引脚供外部晶体管使用,该晶体管在此应用中不是必需的。将这些引脚短接在一起可以让 XTR200 的内部输出晶体管提供电流监测信号。

虽然 XTR200 的输入失调电压(800µV,最大值)大于 INA241A5,但这不会显著降低电路的精度。可以通过将 XTR200 失调电压以 INA241 的输入为基准,并将两个不相关的失调电压组合为平方和根,来计算单信号路径的总输入失调电压,如 方程式 3 所示:

方程式 3. V O S ( T o t a l ) = V o s ( I N A 241 ) 2 + V O S ( X T R 200 ) A V ( I N A 241 ) 2 = 8 μ V 2 + 800 μ V 200 V / V 2 = 8.94 μ V

这会使电流测量中的总误差达到 89.4mA,即 10% 额定输出时的 1.8%。这不包括 100µΩ 分流电阻器的容差或电路随温度的漂移。